Метаболічні основи хвороби Лу Геріга
Боковий аміотрофічний склероз — нейродегенеративне захворювання, яке супроводжується ураженням верхніх і нижніх мотонейронів та розвитком прогресуючої м’язової слабкості. Ранні клітинні метаболічні ефекти зумовлюють розвиток клінічних проявів системних дефектів, включаючи втрату маси тіла, дисліпідемію, підвищення енерговитрат та гіперметаболізм. Однак до цього часу залишалося нез’ясованим, яким чином метаболічні дефекти пов’язані чи можуть призводити до розвитку дегенерації рухових нейронів. У пошуках відповіді на це питання проводилися численні спостереження за пацієнтами, а також вивчення механізмів, що зумовлюють метаболічні дефекти при боковому аміотрофічному склерозі, на моделях захворювання у тварин.
Відомо, що основним джерелом енергії клітин головного мозку є глюкоза, при цьому енергозатрати становлять близько 20%. Раніше повідомлялося про порушення метаболізму глюкози в лобних частках та корі головного мозку пацієнтів з боковим аміотрофічним склерозом, а також у тварин з модельованим захворюванням на основі мутації супероксиддисмутази-1 (SOD1). Так, встановлено, що підвищення доступності глюкози знижує імовірність дефектів фолдингу протеїнів та уповільнює процес дегенерації нейронів на моделях нейродегенерації C. еlegans. Водночас в нещодавньому пілотному дослідженні було показано, що висококалорійна дієта з підвищеним вмістом вуглеводів добре переноситься пацієнтами та сприяє зниженню ризику розвитку серйозних супутніх ускладнень у пацієнтів з боковим аміотрофічним склерозом. У цілому ж наведені приклади демонструють, що, незважаючи на недостатню вивченість дефектів метаболізму глюкози при такому захворюванні, як боковий аміотрофічний склероз, існує перспективна можливість поглибленого аналізу взаємозв’язку цих процесів з патогенезом захворювання та вивчення його потенціалу з огляду на можливе терапевтичне застосування.
Адаптація нейронів в умовах гіперметаболізму
За даними нового дослідження, представленого вченими Аризонського університету (University of Arizona), США, активація енергообміну глюкози може сприяти покращенню рухових функцій та якості життя пацієнтів з боковим аміотрофічним склерозом. Результати роботи опубліковано у виданні «eLife» 10 червня 2019 р.
Попередні дослідження з вивчення особливостей метаболізму пацієнтів з боковим аміотрофічним склерозом були зосереджені насамперед на тому, що відбувається на рівні організму в цілому, певною мірою ігноруючи клітинний компартмент. У новій роботі встановлено, що при підвищенні рівня глюкози в нейронах, змінених дегенеративними процесами, відбувається активація гліколізу з наступною активною витратою енергії, що дозволяє клітинам краще виживати та підтримувати функціональну активність. Спираючись на це, вчені дійшли висновку, що збільшення доставки глюкози в клітини може стати одним із способів задоволення аномально високих енергетичних потреб у пацієнтів з боковим аміотрофічним склерозом.
Висновки та перспективи клінічного застосування
За словами авторів дослідження, отримані результати є досить несподіваними, адже деградуючі нейроклітини демонстрували неймовірну функціональну стійкість та можливість долати стресові умови життєвого циклу. Водночас вчені погодилися, що новизна результатів частково зумовлена недостатньою вивченістю складних метаболічних процесів у пацієнтів з боковим аміотрофічним склерозом. Однак дані дослідження, отримані при вивченні моделі захворювання у лабораторних тварин, збігаються з результатами пілотного клінічного проекту, згідно з якими виявлено, що раціон з високим вмістом вуглеводів є одним з можливих лікувальних втручань для пацієнтів з боковим аміотрофічним склерозом на тлі вираженого метаболічного дисбалансу.
На завершення автори представленої роботи акцентували увагу на тому, що отримані дані, власне, пропонують пояснення можливостей такого терапевтичного підходу. Основну мету одержаних висновків дослідження науковці вбачають у тому, щоб переконати клініцистів у необхідності проведення більш масштабного клінічного випробування для підтвердження чи спростування потенційного напряму симптоматичного лікування.
Долучайтеся до нас у Viber-спільноті, Telegram-каналі, Instagram, на сторінці Facebook, а також Twitter, щоб першими отримувати найсвіжіші та найактуальніші новини зі світу медицини.
- Manzo E., Lorenzini I., Barrameda D. et al. (2019) Glycolysis upregulation is neuroprotective as a compensatory mechanism in ALS. eLife, June 10. DOI: 10.7554/eLife.45114.
Наталія Савельєва-Кулик
